(57)【要約】【課題】硬度および破断時伸びを向上させることで、ビード部の耐久性を向上させるとともに、リム脱着時におけるチェーファーの欠けの発生を抑制を可能とするチェーファー用ゴム組成物を提供する。【解決手段】平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを有するゴム成分を含有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が７５〜８５、および引張試験における破断時伸びが１８０％以上であるチェーファー用ゴム組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを有するゴム成分を含有し、
ＪＩＳ−Ａ硬度が７５〜８５、および
引張試験における破断時伸びが１８０％以上であるチェーファー用ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、天然ゴムをゴム成分中に３０重量％以上含む請求項１記載のチェーファー用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のチェーファー用ゴム組成物からなるチェーファーを有するタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーファー用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックまたはバスなどの重荷重用タイヤにおいてはとくに優れた耐久性が重要視されており、タイヤ部位のなかでも、タイヤを構成するベルト部（ブレーカー部）やリムと接触するビード部の耐久性を向上させる必要がある。とくに、ビード部は充分な耐久性が要求されているため、ビード部の変形を抑えることを目的として、リムとビード部との間には、硬質ゴム部としてチェーファーが配されている。
【０００３】
チェーファーの硬度を向上させるために、チェーファー用ゴム組成物における補強用充填剤として、カーボンブラックを配合することが知られているが、チェーファーとして要求されるだけの充分な硬度および破断時伸びが得られなかった。
【０００４】
また、特許文献１および特許文献２には、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、ブタジエンゴム中におけるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの平均一次粒子径が大きく、充分に分散されたものではないため、該ゴム組成物の硬度および破断時伸びが充分なものではなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０６７９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、硬度および破断時伸びを充分に向上させることで、ビード部の耐久性を向上させるとともに、リム脱着時におけるチェーファーの欠けの発生の抑制を可能とするチェーファー用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを有するゴム成分を含有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が７５〜８５、および引張試験における破断時伸びが１８０％以上であるチェーファー用ゴム組成物に関する。
【０００８】
前記チェーファー用ゴム組成物は、さらに、天然ゴムをゴム成分中に３０重量％以上含むことが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、前記のチェーファー用ゴム組成物からなるチェーファーを有するタイヤにも関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、平均一次粒子径の小さいシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを有するブタジエンゴムをチェーファー用ゴム組成物に配合することにより、該ゴム組成物の硬度および破断時伸びを向上させることで、ビード部の耐久性を向上させるとともに、リム脱着時におけるチェーファーの欠けの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、ゴム成分を含有し、該ゴム成分は、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴム（ＳＰＢ含有ＢＲ）を有する。
【００１２】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、ゴム成分として平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるＳＰＢ含有ＢＲを含有することにより、チェーファーとして求められる高硬度性を更に高めながらゴム欠けに対する伸びも維持する事が可能となる。
【００１３】
ＳＰＢ含有ＢＲにおいて、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（ＳＰＢ）は、マトリックスとなるＢＲ中に充分に微分散されており、ＢＲ中におけるＳＰＢの平均一次粒子径は非常に小さいものである。
【００１４】
ＳＰＢ含有ＢＲにおいて、ＢＲ中におけるＳＰＢの平均一次粒子径は１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下である。ＳＰＢの平均一次粒子径が１００ｎｍをこえると、マトリックス中においてＳＰＢが充分に分散されたものではなく、本発明のゴム組成物からなるチェーファーにおいて充分な硬度が得られず、ビードの耐久性に劣る。なお、ＢＲ中におけるＳＰＢの平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡写真の画像解析処理による絶対最大長の平均値として測定した。
【００１５】
本発明のゴム組成物はチェーファー用として用いるものであるため、ＢＲの含量は他の部材に比べて、極めて多いことを特徴とする。
【００１６】
ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢの含有率は８重量％以上、好ましくは１０重量％以上である。含有率が８重量％未満では、ＪＩＳ−Ａ硬度を７５以上とすることが難しく、ビードの充分な耐久性が得られない。また、ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢの含有率は２０重量％以下、好ましくは１６重量％以下である。含有率が２０重量％をこえると、破断時伸びを１８０％以上とすることが難しく、タイヤをリムから脱着するときにビード部のチェーファー先端の欠けが発生しやすくなる。なお、ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢの含有率は、沸騰ｎ−ヘキサン不溶物量により示される。
【００１７】
ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢは、使用温度域で高硬度を維持するために、結晶であることが好ましい。
【００１８】
前記条件を満たすＳＰＢ含有ＢＲの製造方法としては、とくに限定されるわけではないが、特許文献２に開示されている製造方法などで製造することができる。
【００１９】
チェーファー用ゴム組成物において、ゴム成分中のＳＰＢ含有ＢＲの含有率は、４０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましい。含有率が４０重量％未満では、ＪＩＳ−Ａ硬度を７５以上とすることが難しく、ビードの充分な耐久性が得られない傾向がある。また、ゴム成分中のＳＰＢ含有ＢＲの含有率は、７０重量％以下が好ましく、６５重量％以下がより好ましい。含有率が７０重量％をこえると、破断時伸びを１８０％以上とすることが難しく、タイヤをリムから脱着するときにビード部のチェーファー先端の欠けが発生しやすくなる傾向がある。
【００２０】
チェーファー用ゴム組成物は、ゴム成分として、さらに天然ゴム（ＮＲ）を配合することが好ましい。
【００２１】
チェーファー用ゴム組成物において、ゴム成分中のＮＲの含有率は、３０重量％以上が好ましく、３５重量％以上がより好ましい。含有率が３０重量％未満では、破断時伸びを１８０％以上とすることが難しく、タイヤをリムから脱着するときにビード部のチェーファー先端の欠けが発生しやすくなる傾向がある。また、ＮＲの含有率は、６０重量％以下が好ましく、５０重量％以下がより好ましい。含有率が６０重量％をこえると、ＪＩＳ−Ａ硬度を７５以上とすることが難しく、ビードの充分な耐久性が得られない傾向がある。
【００２２】
ゴム成分としては、前記したシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含むジエン系ゴム、ＮＲのほかに、ゴム成分として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）をともに配合してもよい。
【００２３】
チェーファー用ゴム組成物は、ゴム成分とともに、補強用充填剤としてカーボンブラックを含有することが好ましい。
【００２４】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、７０〜１５０ｍ2／ｇが好ましい。Ｎ2ＳＡが７０ｍ2／ｇ未満では、ＪＩＳ−Ａ硬度を７５以上とすることが難しく、ビードの充分な耐久性が得られない傾向がある。また、Ｎ2ＳＡが１５０ｍ2／ｇをこえると、ＪＩＳ−Ａ硬度を８５以下とすることが難しく、破断時伸びが低下する傾向がある。このようなＮ2ＳＡの数値範囲を満たすカーボンブラックとしては、Ｎ３３０などがあげられる。
【００２５】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５０〜７０重量部が好ましい。含有量が５０重量部未満では、ゴム組成物の硬度が低下する傾向がある。また、含有量が７０重量部をこえると、ゴム組成物の破断時伸びが低下する傾向がある。
【００２６】
チェーファー用ゴム組成物には、前記ゴム成分およびカーボンブラックのほかに、ゴム工業において一般的に使用されるシリカ、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを配合することができる。
【００２７】
加硫剤の含有量は、１重量部以上が好ましく、また、加硫促進剤の含有量は、１重量部以上が好ましい。さらに、加硫剤および加硫促進剤の含有量の合計は、２．５〜４．５重量部が好ましい。加硫剤および加硫促進剤の含有量の合計が２．５重量未満であると、低発熱性を損なう傾向がある。また、４．５重量部をこえると、破断時伸びを１８０％以上とすることが難しくなる傾向がある。
【００２８】
以上の各成分の含有量において、本発明の課題を達成するためには、ゴム成分中のＳＰＢ含有ＢＲの含有率が４０〜７０重量％、カーボンブラックの含有量が、ゴム成分１００重量部に対して５０〜７０重量部ならびに加硫剤の含有量が１重量部以上および加硫促進剤の含有量が１重量部以上であって、加硫剤および加硫促進剤の含有量の合計が２．５〜４．５重量部であることが最も好ましい。
【００２９】
チェーファー用ゴム組成物の製造における加硫温度は、１４５〜１５５℃が好ましい。加硫温度が１４５℃未満では、加硫時間が過度に長くなり、生産性が低下する傾向がある。また、加硫温度が１５５℃をこえると、破断時伸びを１８０％以上とすることが難しく、タイヤをリムから脱着するときにビード部のチェーファー先端の欠けが発生しやすくなる傾向がある。
【００３０】
チェーファー用ゴム組成物のＪＩＳ−Ａ硬度は、７５以上、好ましくは７８以上である。該ゴム組成物のＪＩＳ−Ａ硬度が７５未満では、ビードの充分な耐久性が得られない。また、チェーファー用ゴム組成物のＪＩＳ−Ａ硬度は、８５以下、好ましくは８３以下である。該ゴム組成物のＪＩＳ−Ａ硬度が８５をこえると、ゴム組成物の伸びが低下する。なお、該硬度は、温度２３℃にて、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準ずる硬度計により測定したものである。
【００３１】
引張試験におけるチェーファー用ゴム組成物の破断時伸びは、１８０％以上、好ましくは２２０％以上、より好ましくは２５０％以上である。破断時伸びが１８０％未満では、該ゴム組成物からなるチェーファーを有するタイヤをリムから脱着するときにビード部のチェーファー先端の欠けが発生しやすくなる。また、チェーファー用ゴム組成物の破断時伸びは、３５０％以下が好ましく、３００％以下がより好ましい。破断時伸びが３５０％をこえると、ＪＩＳ−Ａ硬度を７５以上とすることが難しく、ビードの充分な耐久性が得られない傾向がある。なお、破断時伸びは、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の引張試験に準じておこない、測定温度は２３℃とした。
【００３２】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、タイヤのチェーファーに好適に使用される。タイヤとしては、トラックまたはバスなどの重荷重用タイヤとすることがとくに好ましい。
【実施例】
【００３３】
実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００３４】
以下に、本発明において使用した各種配合剤を示す。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ１（ＶＣＲ４１２）：宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２（分散させたシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶を有するＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン量：１２重量％、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶の平均一次粒子径：２５０ｎｍ）
ＢＲ２（試作品）：宇部興産（株）製の試作品（分散させたシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶を有するＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン量：１２重量％、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶の平均一次粒子径：４３ｎｍ）
ＢＲ３（試作品）：宇部興産（株）製の試作品（分散させたシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶を有するＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン量：１２重量％、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶の平均一次粒子径：９０ｎｍ）
カーボンブラック１：三菱化学（株）製のＮ３３０（Ｎ2ＳＡ：８２ｍ2／ｇ）
カーボンブラック２：東海カーボン（株）製のＮ５５０（Ｎ2ＳＡ：４２ｍ2／ｇ）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製
ステアリン酸：日本油脂（株）製
老化防止剤：フレキシス社製の６Ｃ
ワックス：日本精鑞（株）製のオゾエースワックス
粉末硫黄：鶴見化学工業（株）製
加硫促進剤：精工化学（株）製のＴＢＢＳ
【００３５】
なお、ＶＣＲ４１２およびＶＣＲ試作品の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡写真の画像解析処理による絶対最大長の平均値として測定した。
【００３６】
また、カーボンブラック  Ｎ３３０およびカーボンブラック  Ｎ５５０のチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２１７−２の窒素吸着法の比表面積の求め方にしたがって測定した。
【００３７】
（ＢＲ２の製造方法）
１，３−ブタジエンを３２重量％濃度かつシス−２−ブテンを主成分として含有するＣ４留分を６８重量％濃度で含み、所定の水分を溶解した混合物（水分：２．０９ｍｍｏｌ／Ｌ）を毎時１２．５Ｌ（二硫化炭素２０ｍｇ／Ｌを含有）で２０℃に保持された容量２Ｌの撹拌機付きステンレス製熟成槽に供給すると共にジエチルアルミニウムクロライド（１０重量％のｎ−ヘキサン溶液、３．１３ｍｍｏｌ／Ｌ）を供給し、この反応槽溶液におけるジエチルアルミニウムクロライド／水モル比を１．５に調製する。得られた熟成液を４０℃に保持された容量５Ｌの撹拌機付きステンレス製シス重合槽に供給する。このシス重合槽にはコバルトオクトエート（コバルトオクトエート０．０１１７ｍｍｏｌ／Ｌ、ｎ−ヘキサン溶液）と分子量調節剤１，２−ブタジエン（１，２−ブタジエン８．２ｍｍｏｌ／Ｌ、１．５３５ｍｏｌ／Ｌのｎ−ヘキサン溶液）が供給される。得られたシス重合液を内容５Ｌのリボン型撹拌機付きステンレス製１，２−ポリブタジエン重合槽に供給し、３５℃で１０時間連続重合した。この１，２−ポリブタジエン重合槽にはトリエチルアルミニウム（１０重量％のｎ−ヘキサン溶液、４．０９ｍｍｏｌ／Ｌ）を連続的に供給した。得られた重合液を撹拌機付き混合槽に供給し、これに２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールをゴム１００重量部に対して１重量部加え、さらに、メタノールを少量加え、重合を停止した後、未反応１，３−ブタジエンおよびＣ４留分を蒸発除去し、常温で真空乾燥してＢＲ２を８．３ｋｇ得た。
【００３８】
（ＢＲ３の製造方法）
ＢＲ２の製造方法において、混合物におけるＣ４留分を５８重量％濃度とし、かつシクロヘキサンを１０重量％濃度に変更した以外は、ＢＲ２の製造方法と同様にして製造した。
【００３９】
実施例１〜４および比較例１〜９
（試験用タイヤの製造方法）
酸化亜鉛、硫黄および加硫促進剤を除く前記配合剤を、表１の配合内容にしたがって、混練り温度１００〜１５０℃および混練り時間５〜１０分間の条件でバンバリーミキサーにより混練りした。
【００４０】
次に、酸化亜鉛、硫黄および加硫促進剤を加えて、オープンロールを用いて、混練り温度６０〜１００℃、混練り時間５〜１０分間の条件で混練りし、押出し機を使用してゴムシートを押し出し成形した。
【００４１】
得られたゴムシートを、チェーファーの形状に成形して他のタイヤ部位と貼り合わせ、１５１℃にて４０分加硫することにより、実施例１〜３および比較例１〜９の試験用タイヤ（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５）を作製し、以下の測定試験に使用した。
【００４２】
＜チェーファーの硬度測定＞
試験用タイヤのチェーファーのリム嵌合部において、タイヤ内面に屈曲する部分の硬度を測定した。なお、硬度計はＪＩＳ  Ｋ６２５３に準ずるものであり、測定温度は２３℃とした。
【００４３】
＜チェーファー破断時伸び＞
試験用タイヤのチェーファーより採取したゴム試験片について、引張試験をおこない、破断時伸びを測定した。なお、引張試験は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じておこない、測定温度は２３℃とした。
【００４４】
＜ビード耐久試験＞
試験用タイヤにおける路面と接触するトレッド部位をタイヤ残溝４ｍｍになるまでバフ除去したのち、該試験用タイヤを８．２５サイズのリムに組みこみ、まず、内圧８００ＫＰａ、速度２０ｋｍ／ｈおよび加重５８ｋＮの条件で９６時間、次に、内圧９５０ｋＰａ、速度２０ｋｍ／ｈおよび加重６８ｋＮの条件で９６時間走行試験をおこなった。そのうえで、内圧１０００ｋＰａ、速度２０ｋｍ／ｈ、加重７７ｋＮでビードに損傷が発生するまでの時間を測定した。ビードの損傷発生時間が比較例１の４５０時間に対して、５００時間以上であれば改善効果ありと判断した。なお、温度２５℃において試験をおこなった。
【００４５】
上記の測定試験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2007204733.tif 000002